La encapsulación de paneles solares

Tras muchos proyectos fallidos de construcción de placas fotovoltáicas caseras existe algo que se escapa a muchos constructores amateur.  Es asegurar un buen aislamiento entre las células y las condiciones del exterior. Debemos recordar que no solo son extremadamente frágiles cuando las manipulamos, sino que se corroen con muchísima facilidad.

Recomiendo tomar un rato a ver proyectos fallidos de panel solar, y ver como tantas horas de trabajo se van a la basura por una exposición de las células a las inclemencias del tiempo.

Empezaré con lo que nunca deberíamos hacer a la hora de realizar este proceso.

Cómo no encapsular paneles solares

Os explicaré como no aislar las células, ya que, desde sus soldaduras de cobre a otros componentes metálicos que contienen se corroen con gran facilidad. En este vídeo se puede ver muy bien como se han corroido con una exposición parcial a la humedad. minuto 2:10

Caja de madera y cristal pegado con silicona (condensación interior) 

Aunque cada vez se ven menos, son muchos los proyectos que consisten en una simple estructura en forma de caja, las células pegadas con silicona al fondo de la misma y un cristal por delante que cubre todo y bien sellado con silicona. Esto es un gran error, ya que en el interior queda aire que contiene agua en forma de vapor y la condensación del mismo durante las noches hará mella muy pronto en las células. Incluso hasta el punto de que se terminen pulverizando en unos años.

Además la madera siempre transpira, es totalmente inadecuado para nuestros propósitos.

Sumergido en resina de poliester (catacroker)

Sumergir las células en resina de poliester puede parecer a priori una tentadora idea. Se trata una resina bastante barata, que aguanta muchísimo tiempo y aseguraría la estanqueidad, pero tiene una serie de efectos colaterales a largo y corto plazo.

Durante el proceso de secado de la resina se alcanzan grandes temperaturas, las cuales hacen que las células se dilaten, para despues intentar contraerse cuando ya está todo duro. Esto significa muy provablemente el agrietado y una perdida demasiado significativa de la potencia de las placas. Además de esto, la resina o bien no es totalmente transparente, o terminará por no serlo con el paso del tiempo, con lo cual nos afectará también a la cantidad de luz que reciben.

Aquí podeis ver un hombre que nos alerta del error de utilizar un material como la resina de poliester.

Como sí encapsular una célula solar

De los métodos que extenderé a continuación solo he experimentado con el laminado de EVA. No obstante, por simple sentido común parecen formas muy fiables de aislar las células del exterior y asegurarlo así durante años.

Láminado en EVA + Tedlar

La encapsulación con EVA  es la encapsulación por excelencia para paneles comerciales. Podremos realizarla en casa si seguimos una serie de recomendaciones. Es la forma que estoy eligiendo yo para encapsular mis paneles, de modo que pronto vereis fotos y comentarios del proceso.

Para que nos hagamos una idea, la disposición de los materiales es la siguiente:

— CRISTAL _________________________________
— CAPA EVA ________________________________
— CÉLULAS _________________________________
— CAPA EVA ________________________________
— CAPA TEDLAR ___________________________

Tanto EVA como Tedlar se pueden conseguir facilmente en sitios como ebay. El EVA reacciona al calor volviendose totalmente maleable y viscoso, por lo que se adaptará a cada recobeco de las placas y servirá como pegamento para asentarlas contra el cristal. La parte de tedlar sirve para  progeter el EVA del exterior, ya que se degradaría en contacto con el vapor de agua.

Para que todo este proceso salga mejor es muy recomendable eliminar todo el aire de entre las capas, por lo que será recomendable una bomba de vacío o algún sustituto (hay quien utiliza una aspiradora para quitar el aire). Mientras tanto se utiliza una pistola de calor para ir calentando el EVA, aunque la gente más profesional utiliza un autoclave para que el reparto del calor sea totalmente uniforme.

En este vídeo se ve el comportamiento del EVA, utilizando una pistola de calor y una aspiradora normal para extraer el aire del interior. Desde luego solo sirve para ver como funciona el proceso, ya que pone las células hacia arriba y despues hace una especie de sandwich raro con dos cristales. http://www.youtube.com/watch?v=zY8PWrjNw20

Este otro sin embargo se parece mucho más a un proceso de encapsulado profesional. No os perdais el acabado.

Resinas tipo epoxy (solo en la parte trasera de las células)

Navegando por ahí me he encontrado a un tío que se lo curra bastante a la hora de producir en casa placas solares baratas y de buena calidad. Se trata de una modalidad de encapsulado casera y que consiste en pegar las céulas contra el cristal con cinta adhesiva aislando así totalmente la parte interior. Más tarde se cubre toda la parte trasera con una capa de resina epoxy y el panel qeudará totalmente sellado. Quizá sea ligeramente más caro que el EVA, pero desde luego los materiales son mucho más faciles de encontrar y queda muy bien rematado.

Encapsulante líquido SYLGARD® 184

El encapsulante de placas más caro jamás creado. Prácticamente inviable para placas grandes por una simple cuestión de precio. No obstante puede llegar a ser una opción viable si no queremos rompernos mucho la cabeza y queremos encapsular de forma segura. En ebay nos encontraremos también alternativas a este producto que lo hacen un poco más económico. No obstante sigue resultando muy caro.

En este vídeo podreis ver el proceso de encapsulado con sylguard, que resulta bastante sencillo

Construyendo un panel solar casero: Las células fotovoltáicas

Hace una semana que han llegado las células solares compradas en ebay. El estado de las mismas es bastante aceptable. Por lo general este tipo de células han sido rechazadas para la construccion de paneles solares comerciales debido a que tienen algún tipo de defecto,  tienen esquinas rotas, anomalías en su estética, etc…

No obstante, el vendedor nos garantiza unos parámetros mínimos que se cumplen de sobra.

Disposición e instalación

Existen infinidad de tutoriales en la red que explican como se deben realizar las conexiones entre células. No entraré mucho en detalles, ya que no quiero repetir lo que hay por ahí muy trabajado. Las células por lo general se pueden comprar cableadas o sin cablear, pero tengo ya claro a estas alturas que es la tarea más coñazo de todo el proceso.

Van unidas en serie, con lo que se van sumando los voltajes hasta llegar a 18V (en caso de una instalación de 12V). Esto es así para que tanto en días nublados como en momentos de baja luminosidad las baterías no dejen de cargarse al no baja de los 12V.

Recomendaciones al trabajar con las células

Ya casi las he cableado todas, y creo que estoy en disposición de hablar un poco de los problemas con los que me he encontrado durante el proeceso de cableado e incluso de unión de las mismas.

Utiliza guantes

Según el tipo de célula, pueden quedar las marcas de los dedos con solo rozar la superficie. Os recomiendo que utiliceis unos guantes de latex, pero que no os resten sensibilidad, o de lo contrario las células parecerá qeu han sido totalmente manoseadas cuando les de el sol.

Estañador y superficie de trabajo

Cuando empecé a soldar los cables planos a las células me encontré con el problema de que costaba mucho soldarlos a la superficie. Además el acabado de la soldadura era demasiado irregular y abultaba mucho con respecto a la superficie de la célula. Mi gran error fué utilizar en las primeras un estañador poco potente. Cuanto más potente sea el estañador más perfecto será el acabado. Si el cable abulta demasiado nos encontraremos problemas si elegimos un método de encapsulado como el de lámina EVA.

Supongo que como habreis leido en más sitios, las células son muy poco flexibles y se rompen con extrema facilidad. La solución para evitar disgustos es utilizar una superficie muy lisa y dura. Por ejemplo un cristal. Al tener un buen soldador nos ahorraremos hacer demasiada presión sobre las células y minimizaremos riesgos.

Las células se pueden cortar

¡Efectivamente! Las células fotovoltáicas se pueden cortar, y los contactos metálicos de la parte delantera y trasera continúan funcionando a la perfección. Por encima se mantienen los valores de voltaje de la placa grande. En mi caso, como he tenido que recortar un trozo al cristal original estoy planeando cortar la última fila sin renunciar al valor de voltaje que tenía originalmente.

En esta página de instructables se debate cuales son las mejores formas de cortar una célula.

http://www.instructables.com/id/Make-custom-solar-panels/

Lugar ventilado

Al igual que cuando utilizamos otros productos químicos, necesitaremos hacer todo esto en un lugar ventilado, ya que el contacto de la resina con el calor del estañador produce vapores. No sé lo perjudicial que es esto para la salud, pero mete unos colocones de cuidado si lo haceis en un sitio cerrado.

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